[发明专利]IEEE802.11P车载自组网络协议的EDCA机制优化方法

说明书

本发明涉及一种IEEE802.11P车载自组网络协议的EDCA机制优化方法。本方法的操作步骤如下：步骤1、统计车辆网络一个周期内某个节点产生的碰撞数和发送的数据帧总数；步骤2、根据一个周期内某个节点产生的碰撞数和发送的数据帧总数计算冲突率；步骤3、在冲突率的基础上，计算出平均冲突率；步骤4、对网络负载高、低进行不同的EDCA机制优化，根据平均冲突率，进行网络负载高、低的判断。本发明的特点在于在网络负载较高时，降低网络的丢包率以及端到端时延，在网络负载较低时，减少不必要延迟接入信道的时间，提高了系统的吞度量。

技术领域

本发明涉及计算机无线网络领域，提出了IEEE802.11P车载自组网络协议的EDCA机制优化方法。

背景技术

基础知识介绍：

近年来，世界各国汽车数量都在剧增，从而导致一系列问题，比如道路拥塞严重，交通事故频发等，车辆网络的研究引起了人们极大的关注，在车辆网络中，车辆上搭载了中短距离无线通信技术，当车辆之间的距离小于它们无线电通信距离时，车辆之间能够形成无线通信；在路侧安装路旁单元(RSU：Road Side Unit)后，车辆与路旁单元间也能够实现无线信息交互。通过车辆间及车辆与RSU间的实时无线信息交互，能够实现远距离、自动地车辆间信息(如车速、方向、位置、刹车板压力等)交互，及时更新当前路况信息，为实现安全便捷驾驶提供了强大的通信支持，在事故预警、保障交通安全以及优化交通流量等方面发挥了重要的作用。

802.11P是IEEE针对车辆网络颁布的物理层与MAC层标准，MAC层采用EDCA机制，在EDCA机制中，EDCA定义了四种接入类别AC：AC_VO，AC_VI，AC_BE和AC_BK，分别代表语音(Voice)类，视频(Video)类，尽力而为(Best Effort)类和背景(Background)类，主要包含以下参数：AIFS[AC]，CWmin[AC],CWmax[AC]，TXOP Limit[AC]，EDCA还增加了传输机会(TXOP:Transmission Opportunity)的概念，当车辆获得传输机会后，它可以在TXOP时间内连续的传输多个数据包而不需要额外的竞争。一般情况下，业务的优先级越高，就拥有越小的AIFS、CWmin、CWmax和较大的TXOP Limit，保证了高优先级业务流具有优先接入信道的机会，从而使时延、丢包率等QoS要求的业务得到满足。

IEEE802.11p协议EDCA工作机制：节点在发送数据之前，首先进行载波侦听确定信道是否空闲。如果信道持续空闲AIFS[AC]，那么节点就将分组发送出去。如果信道忙，则节点启动一个退避计时器，选择一个随机退避时间，并继续侦听信道。当信道持续空闲AIFS[AC]，则退避计时器减1。若站点检测到信道忙或空闲时间<AIFS[AC]，则冻结并记录下当前值，直到重新出现DIFS空闲期再恢复退避计数器当减至零时，立即发送数据。其中，退避计时器的计算如下，CW[AC]的初始值设为CWmin[AC]：

Backoff_Timer＝Random[0,CW[AC]]×SlotTime

当数据发生冲突时，CW[AC]的值就变为CWnew[AC]:

CWnew[AC]＝min[CWmax[AC],(CW[AC]+1)*2-1]

当数据帧成功发送之后，将CW[AC]的值重置为CWmin[AC]，继续侦听信道。退避计时器每检测到一个空闲时隙，其值减1，最先减到零的AC占用信道，发送数据。

现有技术情况：